ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Возьмем любую точку в потоке жидкости. Через эту точку протекает жидкость, имеющая определенное направление и скорость движения. Если во всех точках потока направление и скорость движения жидкости не изменяются в течение времени – движение установившееся
Если это условие не выполняется – движение неустановившееся
Рассмотрим движущуюся в потоке жидкость. Возьмем любую произвольную точку и отложим вектор скорости. На небольшом расстоянии от нее, на векторе скорости, отложим следующую точку (строго говоря, это расстояние должно быть бесконечно малым
). Но в этой точке и направление движения и скорость будут иными, по сравнению с первой точкой. Если мы попытаемся повторить процедуру, аналогичную получению первого отрезка, то мы увидим, что второй отрезок не будет продолжением первого. Это построение можно продолжать, в результате чего мы получим нарисованную выше кривую. Эта кривая будет называтьсялинией тока .
Линия тока
– линия, касательные к которой совпадают с векторами скорости.
Следует отличать линию тока от траектории
частицы жидкости. Линия тока является мгновенной фотографией потока. Если движение установившееся, то частица в точности пройдет по линии тока. А если нет? В следующий момент времени, когда частица подойдет к очередной точке, вектор скорости в ней будет уже другим и частица продолжит путь в другом направлении и с другой скоростью.
Живое сечение
– сечение, проведенное перпендикулярно вектору скорости и лежащее внутри потока. В общем случае живое сечение в потоке является криволинейной поверхностью, однако в практических расчетах, если поток изменяется плавно, сечение считают плоским.
Выше приведены примеры живых сечений, где стрелками отмечены векторы скорости, а пунктирными линями – живые сечения.
Представим себе поток жидкости, проведем живое сечение, в котором выделим элементарную площадку dw. Через все точки площадки проведем линии тока.
Живое
сечение
Элементарная струйка
Элементарная
площадка dw
Поток жидкости состоит из совокупности элементарных струек.
Понятие элементарной струйки позволяет получить основные зависимостидля расчета параметров движущейся жидкости. Упростить задачу оказалось возможным благодаря следующим свойствам элементарной струйки
1.Так как площадка dw является элементарной, то величины скорости и давления для всех точек элементарного поперечного сечения струйки можно считать одинаковыми. Это свойство позволяет не учитывать в пределах живого сечения элементарной струйки сложного характера изменения скорости и давления
2.Так как боковая поверхность струйки образована линиями тока, вдоль которых скользят другие частицы, то проникновение через боковую поверхность других частиц жидкости невозможно. Элементарная струйка как бы заключена в водонепроницаемые стенки, не имеющие толщины. Это свойство позволяет легко реализовать в расчетах законы сохранения массы и энергии не усложняя решение учетом массообменных процессов
Расход.
Расходом жидкости называется объем жидкости, проходящий в единицу времени через живое сечение.
Q= L3t, [м3/с]
Так как скорости в различных точках потока различны, расход в общем случае находят как:
Как отмечалось выше, скорости по живому сечению потока различны и их определение является достаточно сложной задачей. Практические расчеты, как правило, выполняются по интегральным показателям и производятся для всего объекта (в данном случае потока жидкости) в целом без уточнения микроструктуры. Среди таких показателей в курсе гидравлики наиболее часто используется средняя скорость.
Средняя скорость
– это средняя для данного живого сечения скорость течения и находится как:
V = Qw
В упрощенном понимании это график изменения скорости по сечению. Ниже представлен пример подобной эпюры.
vҐ
v4
v3
v2
v1
v
Восходящий поток — жидкость
Восходящий поток жидкости из скважины поднимается по промывочным трубам, проходит через отводную головку, шланги далее попадает в приемный чан.
Снаряд с гидроциклонным шламоулавливателем. |
Восходящий поток жидкости проходит по специальному каналу, расположенному в переходнике параллельно шламо-проводящей трубе и в непосредственной близости от нее.
Промывочная головка конструкции б. ЦИСОН для обратной промывки.| Отводная головка для обратной промывки. |
Восходящий поток жидкости из скважины поднимается по промывочным трубам, проходит через отвод, шланг и попадает в приемный чан.
Принципиальная схема вискозиметра с падающим шариком. |
Восходящим потоком жидкости шарик 1 поднимается в верхнее положение. В момент касания шарика с верхней ограничивающей сеткой 6 насос отключается, а шарик свободно падает в неподвижной сроде.
Скорость восходящего потока жидкости в кольцевом пространстве должна быть меньше скорости оседания песка в этой же жидкости.
В восходящем потоке жидкости от забоя до устья скважины объемная доля песка по высоте имеет различное значение, как и доля мелких частиц песка и глины. Можно предположить, что плотность песчаной пробки при появлении воды будет наибольшей в той части ствола скважины, где в момент прекращения притока жидкости и, следовательно, при скорости вертикального потока, равной нулю, содержалась наиболее высокая концентрация мелких частиц глины и песка.
В этом случае восходящий поток жидкости поддерживает твердые частицы во взвешенном состоянии, препятствуя их осаждению.
В этом случае восходящий поток жидкости поддерживает твердые частицы во взвешенном состояния, препятствуя их осаждению.
В этом случае восходящий поток жидкости поддерживает твердые частицы во взвешенном состоянии, препятствуя их осаждению.
Клапаны поддерживаются открытыми восходящим потоком жидкости, движущейся относительно труб; закрытие клапанов, очевидно, должно произойти в тот момент (), когда относительная скорость w станет равной нулю.
В фильтрах с восходящим потоком жидкости крупность загрузки рекомендуется та же, что и при нисходящем потоке жидкости, а промывка может быть водяной или во-довоздушной.
Твердая частица в восходящем потоке жидкости двигается вверх, если скорость восходящего потока жидкости больше скорости оседания твердой частицы относительно, жидкости в восходящем потоке.
Открытая и закрытая прокладка проводов
Существует два варианта монтажа комнатной проводки:
- открытая прокладка;
- скрытая проводка.
Названия говорят сами за себя. Провода или кабели прокладываются вдоль стен, по их поверхности. Обычно они защищены кабель каналами или гофрированными шлангами. Крепление осуществляется при помощи специальной арматуры. Такой тип монтажа пригоден для производственных помещений, сараев, гаражей и других зданий, где дизайн не играет особой роли. Провод наружной установки должен выдержать атмосферные воздействия, если он не уложен в трубы или шланги.
Внимание! Минимальные сечения проводов одинаковы для обоих типов прокладки: 1 мм2 – для меди и 2,5 мм2 – для алюминия. Распределительные коробки, выключатели и розетки устанавливаются на специальные изолирующие прокладки и имеют конструкцию для наружной установки. Распределительные коробки, выключатели и розетки устанавливаются на специальные изолирующие прокладки и имеют конструкцию для наружной установки
Распределительные коробки, выключатели и розетки устанавливаются на специальные изолирующие прокладки и имеют конструкцию для наружной установки.
Скрытая прокладка проводов подразумевает штробление стен под провод и остальную арматуру. Розетки, выключатели и распределительные коробки конструктивно предназначены для внутренней установки. Они утапливаются в стену до фасадной части. Наружные части имеют эстетический вид. Такая проводка скрыта под штукатуркой и обоями.
Таблица токовых нагрузок к сечениям медных и алюминиевых кабелей и проводов
Определение величины
Площадь — это величина, характеризующая размер геометрической фигуры. Её определение — одна из древнейших практических задач. Древние греки умели находить площадь многоугольников: так, каменщикам, чтобы узнать размер стены, приходилось умножать её длину на высоту.
По прошествии долгих лет трудом многих мыслителей был выработан математический аппарат для расчета этой величины практически для любой фигуры.
На Руси существовали особые единицы измерения: копна, соха, короб, верёвка, десятина, четь и другие, так или иначе связанные с пахотой. Две последних получили наибольшее распространение. Однако от древнерусских землемеров нам досталось только само слово — «площадь».
Как вычислить площадь сечения
19.03.2018
Определение вспомогательных данных:
Внутренняя ширина
…идет расчет внутренней ширины полого прямоугольника… мм;
Внутренняя высота
…идет расчет внутренней высоты полого прямоугольника… мм.
Решение:
Площадь сечения
…идет расчет площади сечения полого прямоугольника… мм2;
Осевые моменты инерции относительно центральных осей
…идет расчет момента инерции полого прямоугольника относительно оси ОХ… мм4;
…идет расчет момента инерции полого прямоугольника относительно оси ОY… мм4;
Моменты сопротивления изгибу
…идет расчет момента сопротивления изгибу полого прямоугольника относительно оси ОХ… мм3;
…идет расчет момента сопротивления изгибу полого прямоугольника относительно оси ОY… мм3;
Радиусы инерции сечения
…идет расчет радиуса инерции полого прямоугольника относительно оси ОХ… мм;
…идет расчет радиуса инерции полого прямоугольника относительно оси ОY… мм.
Примечание: Использование данного онлайн калькулятора позволяет вычислить геометрические характеристики плоского сечения в виде полого прямоугольника (площадь, моменты инерции, моменты сопротивления изгибу, радиусы инерции) по известным линейным размерам. Блок исходных данных выделен желтым цветом, блок вспомогательных данных — синим, блок решения — зеленым.
Вы можете использовать сервис определения геометрических характеристик плоского сечения онлайн абсолютно бесплатно.
Порядок действий при расчете характеристик полого прямоугольного сечения:1. Для проведения расчета требуется ввести ширину сечения b, высоту сечения h и соответствующие толщины стенок Sh и Sb.
2.
По введенным данным программа автоматически вычисляет внутреннюю ширину сечения b1 и высоту сечения h1. 3.
Результаты расчета площади, моментов сопротивления изгибу, моментов и радиусов инерции полого прямоугольного сечения выводятся автоматически.
4. На рисунке справа приведены необходимые размеры элементов сечения.
Социальные кнопки для Joomla
Площадь треугольника, площадь прямоугольника, площадь трапеции, площадь квадрата, площадь круга, площадь полукруга и сектора, площадь параллелограмма.
Справочно: число пи
Пример 1
Прямоугольный поднос имеет длину 900 мм и ширину 350 мм. Определить его площадь в а) мм2, б) в см2, в) в м2
Решение:
а) Площадь =длина*ширина=900*350=315000 мм2
б) 1 см2=100 мм2, следовательно,
315000 мм2=315000/100=3150 см2
1 м2=10000 см2, следовательно,
3150 см2=3150/10000=0.315 м2
Пример 2
Определить площадь поперечного сечения балки, изображенной на рисунке.
Сечение балки можно разделить на три отдельных прямоугольника, как показано на рисунке
Sa=3*50=150 мм2
Sb=(65-5-3)*4=228 мм2
Sc=60*5=300 мм2
Общая площадь балки 150+228+300=678 мм2=6.78 см2.
Пример 3
Определить площадь дорожки, показанной на рисунке.
Решение:
Площадь дорожки = площадь большого прямоугольника — площадь малого прямоугольника
S=35*15-29*11=206 м2
Пример 4
Определить площадь параллелограмма, показанного на рисунке (размеры приведены в миллиметрах).
Тогда
202=(36-30)2+h2
h2=202-62=164
h=14,3 (приблизительно)
Следовательно, Sabcd=30*14.3=429 мм2
Пример 5
Показана боковая сторона здания. Определить площадь кирпичной кладки на боковой стороне.
Боковая сторона состоит из прямоугольника и треугольника.
Sпрям.=6*10=60 м2
S треуг. =1/2*основание*высота
CD=5 м, AD=6 м, следовательно, AC=3 м (по т. Пифагора). Следовательно,
S треуг. =1/2*10*3=15 м2.
Общая площадь кирпичной кладки есть 60+15=75 м2
Пример 6
S=πr2 или πd2/4.
а) S=πr2=π(3)2=9π=28.26 см2
б) S=πd2/4=π(10)2/4=100π/4=78.5 мм2
в) Длина окружности с=2πr, следовательно,
r=c/2π=60/2π=30/π
S=πr2=π(30/π)2=286.62 мм2
Пример 7
Вычислить площадь правильного восьмиугольника со стороной 5 см и поперечником 10 см.
Восьмиугольник — это многоугольник с 8 сторонами. Если из центра многоугольника провести лучи к вершинам, получится восемь одинаковых треугольников.
S треуг. =1/2*основание*высота=1/2*5*10/2=12.5 см2
Площадь восьмиугольника есть 8*12.5=100 см2
Пример 8
Определить площадь правильного шестиугольника со стороной 10 см.
Другие два угла каждого треугольника составляют в сумме 120о и равны между собой.
Следовательно, все треугольники являются равносторонними с углами 60о и стороной 10 см
S треуг. =1/2*основание*высота
Высоту h находим по теореме Пифагора:
102=h2+52
Отсюда h2=100-25=75
h=8.66 см
Следовательно, S треуг. =1/2*10*8.66=43.3 см 2
Площадь шестиугольника равна 6*43.3=259.8 см2
Особенности электрических проводов
При всём многообразии кабельной продукции и огромном выборе проводов для прокладки электрических сетей существуют правила подбора. Не обязательно учить наизусть все марки кабелей и проводов, нужно уметь читать и расшифровывать их маркировку. Для начала стоит выяснить различие между проводом и кабелем.
Провод – проводник, используемый для соединения двух участков цепи. Может иметь одну или несколько токопроводящих жил. Жилы могут быть:
- голые;
- изолированные;
- одножильные;
- многожильные.
Голые линии применяются там, где прикосновение к токоведущим жилам невозможно. В большинстве случаев они используются для воздушных линий электропередач.
Изоляционное покрытие применяется однослойное или двухслойное. Провода, имеющие два или три проводника в двойной изоляции, путают с кабелем. Путаница происходит из-за того, что изоляция покрывает каждую жилу, а снаружи выполнено общее полимерное или иное покрытие. Такие проводники нашли применение внутри электрических устройств, щитов или шкафов. В быту они скрыты в стене или проложены в специальных каналах.
Изолированная продукция используется повсеместно. В зависимости от степени электробезопасности помещения и места прокладки, выбирается класс изоляции.
Многожильные проводники используются там, где необходимы изгибы малого радиуса при прокладке сложных трасс, где не могут пройти одножильные аналоги. Такой тип тоководов удобно монтировать в кабельных каналах. Одножильные провода в таких условиях изгибать труднее, нужно прикладывать силу, и существует опасность повреждения жилы.
К сведению. Маркировка АППВ 3*2,5 обозначает провод с алюминиевыми жилами, поливинилхлоридной изоляцией, плоский, имеющий разделительное основание. Расшифровку маркировки уточняют в справочной литературе.
По строению кабель – это сколько-то жил, имеющих индивидуальную изоляцию, помещённых в защитный внешний слой из диэлектрического материала. Пространство между сердечниками и оболочкой, для предотвращения слипания, заполняется бумажными лентами, пластмассовыми нитями или кабельной пряжей. Дополнительно изделие может быть усилено бронёй из лент или стальной оплёткой для защиты от механических повреждений.
Самостоятельный гидравлический расчет трубопровода
Гидравлический расчёт при разработке проекта трубопровода направлен на определение диаметра трубы и падения напора потока носителя.
Данный вид расчёта проводится с учетом характеристик конструкционного материала, используемого при изготовлении магистрали, вида и количества элементов, составляющих систему трубопроводов(прямые участки, соединения, переходы, отводы и т. д.), производительности,физических и химических свойств рабочей среды.
Многолетний практический опыт эксплуатации систем трубопроводов показал, что трубы, имеющие круглое сечение, обладают определенными преимуществами перед трубопроводами, имеющими поперечное сечение любой другой геометрической формы:
- минимальное соотношением периметра к площади сечения, т.е. при равной способности, обеспечивать расход носителя, затраты на изолирующие и защитные материалы при изготовлении труб с сечением в виде круга, будут минимальными;
- круглое поперечное сечение наиболее выгодно для перемещения жидкой или газовой среды сточки зрения гидродинамики, достигается минимальное трение носителя о стенки трубы;
- форма сечения в виде круга максимально устойчива к воздействию внешних и внутренних напряжений;
- процесс изготовления труб круглой формы относительно простой и доступный.
Подбор труб по диаметру и материалу проводится на основании заданных конструктивных требований к конкретному технологическому процессу. В настоящее время элементы трубопровода стандартизированы и унифицированы по диаметру. Определяющим параметром при выборе диаметра трубы является допустимое рабочее давление, при котором будет эксплуатироваться данный трубопровод.
Основными параметрами, характеризующими трубопровод являются:
- условный (номинальный) диаметр – DN;
- давление номинальное – PN;
- рабочее допустимое (избыточное) давление;
- материал трубопровода, линейное расширение, тепловое линейное расширение;
- физико-химические свойства рабочей среды;
- комплектация трубопроводной системы (отводы, соединения, элементы компенсации расширения и т.д.);
- изоляционные материалы трубопровода.
Условный диаметр (проход) трубопровода (DN) – это условная безразмерная величина, характеризующая проходную способность трубы, приблизительно равная ее внутреннему диаметру. Данный параметр учитывается при осуществлении подгонки сопутствующих изделий трубопровода (трубы, отводы, фитинги и др.).
Условный диаметр может иметь значения от 3 до 4000 и обозначается: DN 80.
Условный проход по числовому определению примерно соответствует реальному диаметру определенных отрезков трубопровода.
Численно он выбран таким образом, что пропускная способность трубы повышается на 60-100% при переходе от предыдущего условного прохода к последующему.
Давление номинальное (PN) – это безразмерная величина, характеризующая максимальное давление рабочего носителя в трубе заданного диаметра, при котором осуществима длительная эксплуатация трубопровода при температуре 20°C.
Значения номинального давления были установлены на основании продолжительной практики и опыта эксплуатации: от 1 до 6300.
Номинальное давление для трубопровода с заданными характеристиками определяется по ближайшему к реально создаваемому в нем давлению. При этом,вся трубопроводная арматура для данной магистрали должна соответствовать тому же давлению. Расчет толщины стенок трубы проводится с учетом значения номинального давления.
Основные положения гидравлического расчета
Рабочий носитель (жидкость, газ, пар), переносимый проектируемым трубопроводом, в силу своих особых физико-химических свойств определяет характер течения среды в данном трубопроводе. Одним из основных показателей характеризующих рабочий носитель, является динамическая вязкость, характеризуемая коэффициентом динамической вязкости – μ.
Инженер-физик Осборн Рейнольдс (Ирландия), занимавшийся изучением течения различных сред, в 1880 году провел серию испытаний, по результату которых было выведено понятие критерия Рейнолдса (Re) – безразмерной величины, описывающей характер потока жидкости в трубе. Расчет данного критерия проводится по формуле:
Критерий Рейнольдса (Re) дает понятие о соотношении сил инерции к силам вязкого трения в потоке жидкости. Значение критерия характеризует изменение соотношения указанных сил, что, в свою очередь, влияет на характер потока носителя в трубопроводе. Принято выделять следующие режимы потока жидкого носителя в трубе в зависимости от значения данного критерия:
ламинарный поток (Re
Как определить сечение кабеля по диаметру, формула, таблица
Самым главным при монтаже электропроводки — это подобрать качественный кабель, ведь всегда с легкостью можно заменить розетку, или выключатель, а заменить прогоревший кабель будет затруднительно, не говоря уже о том, какие могут быть последствия от этого. Очень часто сечение кабеля отличается от заявленного производителем, ведь уменьшение сечения позволяет недобросовестным производителям экономить на самой дорогой составляющей — меди. Чтоб не стать жертвой обмана желательно перед покупкой кабеля измерить его сечение самому, а как определить сечение кабеля по диаметру тремя простыми способами мы расскажем в этой статье.
Способ №1 — с помощью штангенциркуля или микрометра
С помощью штангенциркуля или микрометра замеряется диаметр зачищенной от изоляции токопроводящей жилы кабеля. Замер желательно произвести на нескольких участках жилы, а также на всех жилах кабеля, и записать наименьшие показатели. Если производить замеры с помощью микрометра, то замер нужно производить на ровном участке жилы, так показатели будут более точными.
- Как известно из школьного курса математики площадь круга (а в нашем случае это будет площадь сечения кабеля) исчисляется по формуле S=πR² и если эту формулу упростить делением числа π на 4, то в результате получим формулу по которой можно определить сечение кабеля по диаметру:
- По этой формуле можно с легкостью посчитать сечение токопроводящей жилы, например: при измерении диаметра токопроводящей жилы мы получили значение 1,6 мм, умножаем 0,785*1,6*1,6=4,009466 мм², получается это кабель сечением 4 квадрата.
Способ №2 — с помощью линейки
Что делать если под рукой нет ни штангенциркуля, или, том более микрометра, как определить сечение кабеля по диаметру без этих инструментов? На помощь придет старый и проверенный способ измерения с помощью линейки и карандаша.
Принцип измерения с помощью данного способа состоит в следующем: очищенная жила наматывается на карандаш, как показано на рисунке ниже. Минимальное количество витков должно быть 15-20, но тут тоже нужно исходить из толщины проводника, если он слишком тонкий то желательно намотать витков побольше.
Чтоб уменьшить погрешность измерения, витки нужно наматывать как можно плотнее. Далее с помощью линейки измеряем длину намотанного провода и разделяем на количество витков, получаем диаметр жилы, все просто.
С помощью известной уже нам формулы определяем сечение кабеля по диаметру. Для наглядности приведем пример: допустим мы намотали 20 витков провода, и получили результат 19,6 мм, делим это число на количество витков 20, и получаем диаметр 0,98 мм. С помощью формулы рассчитываем: 0,785*0,98*0,98=0,753914 мм², округляем, и получаем 0,75 квадратов.
Недостаток данного способа определения сечение кабеля по диаметру в том, что с его помощью будет затруднительно намотать провод с большим сечением, а вот для малых сечений этот метод наоборот даст более точный результат. К тому же нужно будет наверняка купить для проверки кусок провода, ведь никакой продавец не позволит проводить у себя такие эксперименты.
Способ №3 — с помощью таблицы
Самый простой способ определить сечение кабеля по диаметру, но все таки потребуется измерительный инструмент штангенциркуль, или микрометр. Измеряем толщину диаметра жилы, и с помощью таблицы определяем сечение.
Диаметр проводника, мм | Сечение кабеля, мм.кв. |
0,80 | 0,5 |
0,98 | 0,75 |
1,13 | 1,0 |
1,38 | 1,5 |
1,60 | 2,0 |
1,78 | 2,5 |
2,26 | 4,0 |
2,76 | 6,0 |
3,57 | 10,0 |
4,51 | 16,0 |
5,64 | 25,0 |
6,68 | 35,0 |
7,98 | 50,0 |
9,44 | 70,0 |
11,00 | 95,0 |
12,36 | 120,0 |
13,82 | 150,0 |
15,35 | 185,0 |
17,48 | 240,0 |
19,54 | 300,0 |
22,57 | 400,0 |
В заключении нужно сказать, что важно также обращать внимание на состав токопроводящей жилы, чаще всего подделывают провода и кабеля с медной жилой. Покупайте кабельную продукцию у проверенного продавца
Наш магазин реализует только качественную, сертифицированную продукцию проверенных отечественных производителей
Наш магазин реализует только качественную, сертифицированную продукцию проверенных отечественных производителей.
Если хотите задать вопрос связанный с вопросом выбора кабельной продукции, то Вы всегда можете проконсультироваться с нашими консультантами, достаточно всего лишь связаться с нами через форму обратной связи, либо заказать обратный звонок.
Площадь поперечного сечения как электротехническая величина
От поперечного сечения зависит токопроводимость провода В качестве примера сечения можно рассмотреть распил изделия под углом 90 градусов относительно поперечной оси. Контур фигуры, получившейся в результате, определяется конфигурацией объекта. Кабель имеет вид небольшой трубы, поэтому при распиле выйдет фигура в виде двух окружностей определенной толщины. При поперечном рассечении круглого металлического прута получится форма круга.
В электротехнике площадь ПС будет значить прямоугольное сечение проводника в отношении к его продольной части. Сечение жил всегда будет круглым. Измерение параметра осуществляется в мм2.
Начинающие электрики могут перепутать диаметр и сечение элементов. Чтобы определить, какая площадь сечения у жилы, понадобиться учесть его круглую форму и воспользоваться формулой:
S = πхR2, где:
- S – площадь круга;
- π — постоянная величина 3,14;
- R – радиус круга.
Если известен показатель площади, легко найти удельное сопротивление материала изготовления и длину провода. Далее вычисляется сопротивление тока.
Для удобства расчетов начальная формула преобразуется:
- Радиус – это ½ диаметра.
- Для вычисления площади π умножается на D (диаметр), разделенный на 4, или 0,8 умножается на 2 диаметра.
Определение величины
Площадь — это величина, характеризующая размер геометрической фигуры. Её определение — одна из древнейших практических задач. Древние греки умели находить площадь многоугольников: так, каменщикам, чтобы узнать размер стены, приходилось умножать её длину на высоту.
По прошествии долгих лет трудом многих мыслителей был выработан математический аппарат для расчета этой величины практически для любой фигуры.
На Руси существовали особые единицы измерения: копна, соха, короб, верёвка, десятина, четь и другие, так или иначе связанные с пахотой. Две последних получили наибольшее распространение. Однако от древнерусских землемеров нам досталось только само слово — «площадь».
С развитием науки и техники появилось не только множество формул для расчёта площадей любых геометрических фигур, но и приборы, которые делают это за человека. Такие приборы называют планиметрами.
Определение поперечного сечения кабелей и проводов по условию допустимого нагревания (допустимый длительный ток)
Протекающий электрический ток в проводнике непременно вызывает его нагрев. Одновременно с этим, происходит охлаждение проводников путем отдачи тепла в окружающую среду. С течением времени, температура проводников достигает определенного значения, которое в дальнейшем остается неизменным.
Максимальная допустимая температура для проводов и кабелей определяется условиями применяемых материалов для изоляции проводников и сечением токоведущих жил.
Величина длительного воздействия тока в проводниках, должна быть ограничена для того чтобы температура проводников не выходила за пределы установленных в правилах устройства электроустановок (ПУЭ. Глава 1.3). В противном случае, повышенная температура кабелей и проводов может вызвать быстрый износ изоляции проводников, что в свою очередь, приведет к аварийным ситуациям.
Пример №4.
Определить допустимую длительную токовую нагрузку для трехжильного кабеля с медными жилами с резиновой изоляцией поперечным сечением 2,5 мм2 при прокладке в земле и в воздухе.
По значению (Таблица 1.3.6. ПУЭ), находим для трехжильного кабеля указанного сечения и применяемых изоляционных материалов, допустимые нагрузки при прокладке в земле — 25 Ампер и в воздухе— 38 Ампер
Как мы видим, значение допустимой токовой нагрузки на один и тот же тип кабеля, меняется в зависимости от условий прокладки (условий охлаждения проводников: лучше всего охлаждение кабеля происходит при прокладке в земле, хуже — при прокладке в воздухе).
На данном этапе мы проверяли сечение кабеля выбранного нами (в примере № 3) по допустимой потере напряжения на соответствие условиям нагревания.
Так же, выбранное нами сечение, соответствует требованиям механической прочности (ПУЭ 3.4.4. ГОСТ Р 50571.5.52-2011).
Также необходимо помнить, что всегда требуется проверка надежности действия токовой защиты при коротком замыкании в удаленных точках сети, при выбранном сечении и длине проводников (будет рассмотрено в следующих публикациях).
Особенности самостоятельного расчета
Самостоятельное вычисление продольного сечения выполняется на жиле без изоляционного покрытия. Кусочек изоляции можно отодвинуть или снять на отрезке, приобретенном специально для тестирования. Вначале понадобится определить диаметр и по нему найти сечение. Для работ используется несколько методик.
При помощи штангенциркуля
Способ оправдан, если будут измеряться параметры усеченного, или бракованного кабеля. К примеру, ВВГ может обозначаться как 3х2,5, но фактически быть 3х21. Вычисления производятся так:
- С проводника снимается изоляционное покрытие.
- Диаметр замеряется штангенциркулем. Понадобится расположить провод между ножками инструмента и посмотреть на обозначения шкалы. Целая величина находится сверху, десятичная – снизу.
- На основании формулы поиска площади круга S = π (D/2)2 или ее упрощенного варианта S = 0,8 D² определяется поперечное сечение.
- Диаметр равен 1,78 мм. Подставляя величину в выражение и округлив результат до сотых, получается 2,79 мм2.
С использованием линейки и карандаша
Вычисление ПС с помощью линейки и карандаша
При отсутствии специального измерителя можно воспользоваться карандашом и линейкой. Операции выполняются с тестовым образом:
- Зачищается от изоляционного слоя участок, равный 5-10 см.
- Получившаяся проволока наматывается на карандаш. Полные витки укладываются плотно, пространства между ними быть не должно, «хвостики» направляются вверх или вниз.
- В конечном итоге должно получиться определенное число витков, их требуется посчитать.
- Намотка прикладывается к линейке так, чтобы нулевое деление совпадало с первой намоткой.
- Замеряется длина отрезка и делится на количество витков. Получившаяся величина – диаметр.
- Например, получилось 11 витков, которые занимают 7,5 мм. При делении 7,5 на 11 выходит 0,68 мм – диаметр кабеля. Сечение можно найти по формуле.
Точность вычислений определяется плотностью и длиной намотки.
Таблица соответствия диаметра проводов и площади их сечения
Если нет возможности пройти тестирование диаметра или сделать вычисление при покупке, допускается использовать таблицу. Данные можно сфотографировать, распечатать или переписать, а затем применять, чтобы найти нормативный или популярный размер жилы.
Диаметр кабеля, мм | Сечение проводника, мм2 |
0,8 | 0,5 |
0,98 | 0,75 |
1,13 | 1 |
1,38 | 1,5 |
1,6 | 2 |
1,78 | 2,5 |
2,26 | 4 |
2,76 | 6 |
3,57 | 10 |
При покупке электрокабеля понадобится посмотреть параметры на этикетке. К примеру, используется ВВНГ 2х4. Количество жил – величина после «х». То есть, изделие состоит из двух элементов с поперечным сечением 4 мм2. На основании таблицы можно проверить точность информации.